京都大学防災研究所年報 第 66 号 B
DPRI Annuals, No. 66 B, 2023

浅層ボーリングデータを用いた大阪盆地地盤構造モデルの修正
Improvement of the Subsurface Structure Model of the Osaka Basin Using Shallow Borehole Data

関口春子・浅野公之・吉見雅行 (1)Haruko SEKIGUCHI, Kimiyuki ASANO and Masayuki YOSHIMI(1)(1)国立研究開発法人産業技術総合研究所(1) National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)
Synopsis
In order to improve the shallow part of the subsurface structure model of the Osaka
Basin, the depth distribution model of the marine clay Ma10 layer, which is the key layerof the subsurface structure model, was improved by directly and indirectly using shallow
borehole data. In areas where the shallow borings did not include the Ma10 layer, thedepth of the Ma10 layer was estimated using depth data of the Ma12 layer, which isshallower than the Ma10 layer. The addition of the shallow borehole data resulted in acorrection of up to 55 m to the Ma10 depth distribution model.

キーワード: 地盤構造モデル，浅層ボーリング，大阪盆地
Keywords: subsurface structure model, shallow borehole, Osaka Basin

1.

はじめに成に必要な鍵層が全ての地点で判読されているとは限らない．

平成22～24年度に文部科学省委託研究「上町断層

一方，大阪平野では建築土木構造物の建造時に実帯における重点的な調査観測（以降，上町重点調査）」

施されてきた多数の浅層ボーリングにより深度50 m（文部科学省研究開発局・国立大学法人京都大学防程度までの地質が高密度で得られている．地域によ災研究所，2013）が実施され，その中で，地震動予測ってMa10層が直接見出される場合や，Ma10層は確認の精度向上の一環として大阪盆地堆積層の3次元地されずそれより浅部に存在するMa12層が見出され震波速度構造モデルが作成された．ていることもある．一般に浅部ほど地震波速度が小このモデルの作成においては，複数の鍵層を設定

さく地震動応答への影響が大きいため，最も浅い鍵し，各種観測・探査によるそれらの深度データから3層であるMa10層の標高モデルの精度を高めること次元の地質構造モデルを作り，それを物性値に変換は重要である．そこで，これまでのモデル化で用いすることで3次元の速度構造モデルを構築している．

られてこなかった浅層ボーリングデータを追加し，採用された鍵層は，海成粘土層Ma10層，Ma3層，Ma-Ma10層標高分布モデルの高精度化を試みた．

1層，福田火山灰層，松山/ガウス境界，および，中新統上面である．鍵層の標高データは，主として深層2.

用いたデータボーリング，および，反射法地震探査で得られたものである．特に反射法地震探査のデータは，数～数本研究で新たに用いたボーリングデータは，関西十kmの長さの線に沿った鍵層標高の変化を示す強圏地盤情報データベースによるMa10層上面標高，お力な情報であるが，必ずしも，本速度構造モデル作

よびMa12層上面標高である（Fig. 1(c)，(d)）．Ma10―1―

Fig. 1 Depth data and estimated depth distributions(a) Block partitioning. (b) Ma10 altitude data from reflection surveys, deep boreholes and surfacegeology. (c) Ma10 altitude data from shallow boreholes. (d) Ma12 altitude data from shallow boreholes.
The data points surrounded by blue lines indicated the points where Ma10 altitude data coexist. €Ma12~Ma10 altitude difference distribution model created by interpolating the difference between theMa12 and Ma10 altitudes at the points where both exist (open blue circles). (f) Estimated Ma10 altitude
data estimated using Ma12 altitude data and the Ma12~Ma10 altitude difference distribution model. (g)Ma10 altitude distribution model created using the Ma10 altitude data from deep boreholes, reflection
surveys and surface geology. (h) Ma10 altitude distribution model created using the Ma10 altitude datafrom deep boreholes, reflection surveys, surface geology and shallow borehole excluding those estimatedusing Ma12 altitude data. (i) Ma10 altitude distribution model created using the Ma10 altitude data fromdeep boreholes, reflection surveys, surface geology, shallow borehole data including those estimatedusing Ma12 altitude data. (j) Difference between Ma10 altitude distribution models (g) and (h) models((h)-(g)). The maximum difference is +55 m. (k) Difference between Ma10 altitude distribution models(h) and (i) ((i)-(h)). The maximum difference is +25 m.

―2―層上面標高は，上町重点調査で上町断層帯の変形ゾーンを明らかにする解析で用いられた（文部科学省
研 究開発局 ・国立大 学法人京 都大学防 災研究所 ，2013）．Ma12層上面標高は，本研究のために提供を依頼したものである．提供されたデータには掘進長数百mの深層ボーリングデータも含まれるが，これまでに用いられていないデータに関しては，多くは掘進長が数十m程度の浅層ボーリングのものである．
浅層ボーリングは掘削長が短く，Ma10層とMa12層の両方を含むデータは少ない．地盤の変形状況を反映し，Ma10層が記載されている地域とMa12層が記載さFig. 2 Illustration of how to constrain Ma10
depth distribution model using Ma12 depth data.
The red and blue circles indicate the altitudes of
Ma10 and Ma12 as identified by surveysincluding borings. Solid red and blue lines
indicate the true altitudes of Ma10 and Ma12.
The red dashed line shows the Ma10 altitude
model created by interpolating the Ma10 altitude
data except for the altitude estimated using theMa12 altitude data. The purple dashed line
indicates the Ma10 altitude model created byinterpolating the Ma10 altitude data, including
those estimated using the Ma12 altitude data.

れている地域が相補的に分布する．Ma10層の標高データはそのままMa10層の標高分布モデル構築に用いる． Ma10層の標高データの少ない地域に多く分布しているMa12層の標高データからは，次章に示す方法でMa10層標高を推定することを考えた．

3. Ma12層の標高データを利用した Ma10層標高の推定方法
大阪盆地の堆積層の層構造は，多数の反射法地震探査で明らかにされているように，積み重なる同時代 面が大局 的に相似 的な変形 形状を示 している ．
Ma12層は非常に浅いため，反射法地震探査の深度断面でMa12層とMa10層の反射面の関係が直接的に明らかにされた例は無いが，やはり，大局的には相似的な変形形状を持つと考えられる（Fig. 2）．そこで，Ma12層の標高データを利用し，Ma10層標高を推定するには，次のステップを取る．
１）Ma12層とMa10層の両方の標高データが存在する地点（Fig. 1(d)，(e)で，青線で囲まれた〇）のMa12層とMa10層の標高差（Ma12～Ma10標高差）を内挿してMa12～Ma10標高差分布モデルを作る（Fig. 1(e)）２）Ma12層標高データのみが存在する地点で，Ma12層標高と１）によるMa12～Ma10標高差推定値を組み合わせてMa10標高推定データを作る
なお，別々のボーリングまたは反射法測線沿いの地点であっても水平距離で50 m以内にMa10とMa12のデータが存在すれば，同一地点に両方のデータが変形を反映することができるため，Ma12層標高デー
タとMa12～Ma10標高差推定データを組み合わせて得られるMa10標高推定データは，Ma10層標高データ地点間を補強する有効なデータになると期待できる．
ただし，注意すべき点もある．Ma10層標高データのみの地点の近傍にMa12層標高データのみの地点があった場合，その地点のMa12層標高データから推定したMa10層標高推定データが持つ誤差が，Ma10標高モデルに悪影響を与える可能性がある．また，Ma12層標高とMa10層標高の両方が存在する地点は限られるため，場所により必ずしも妥当な内挿にはならない．特に外挿になる部分は大きな誤差を含むと考えられる．そこで，Ma12層標高値とMa12～Ma10標高差分布モデルを使ってMa10層標高推定を行うMa12層標高データの地点を次の2つの条件をともに満たした地点に限定する．
・Ma12層標高とMa10層標高の両方が存在する地存在するとして扱った． Ma10層堆積以降ほぼ同様点に囲まれ，標高差の内挿が妥当であると考えの地殻変動が続いているとすれば，Ma10層の標高のられる範囲（Fig. 1 (e)中の灰色枠内）

空間変化は，Ma12～Ma10標高差の空間変化と同等，・最も近いMa10層標高値のみの地点からの距離もしくはより穏やかであると考えられるため，Ma10が，最も近いMa12層標高とMa10層標高の両方層標高データを内挿した分布モデルとMa12～Ma10が存在する地点からの距離より大きい

標高差データを内挿した分布モデルの誤差は，データ 密度が同 等であれ ば同等と 考えられ る．また ，Ma12層標高データを通して実際の地殻変動によるこれらの条件を満たすMa10層標高推定データをFig. 1 (f)に示す．

―3―つまり，反射法地震探査での標高推定の誤差を修正

4.

Ma10層標高分布モデルの作成した形となった．

Ma10層標高分布モデルは，Ma10層標高データを内5.

おわりに外挿して作成する．この時，活断層とその延長線で区切ったブロック毎に内外挿を行う（Fig. 1(a)）．対

本研究では，大阪盆地地盤構造モデルの特に浅部象とするのはブロック4，5，及び7である．標高デーを改良するため，浅層ボーリングデータを直接的おタの内外挿には，上町重点調査で3次元地震波速度構よび間接的に用いてモデルの鍵層であるMa10層深造モデル作成時に用いたのと同じ，RBF（Radial Basis

度分布モデルの高精度化を図った．最大の修正量はFunction）法（Carr et al., 2001；金井・高橋，2004）

55 mに及んだ．

を用いた．標高差データの内外挿にも同じ手法を用謝いた．

辞

浅層ボーリングのデータの，Ma10層標高分布モデ
ルへの影響を見るため，次の３つのデータセットで

本稿では，関西圏地盤情報データベース（関西圏それぞれMa10層標高分布モデルを構築し比較した．

地盤情報協議会）のボーリング情報，及び，「20万分・深層ボーリングデータ，反射法探査データ，表の1日本シームレス地質図」（産業技術総合研究所地層地質データからのMa10層標高相当データ

質調査総合センター，2012）を利用した．記して感謝・深層ボーリングデータ，反射法探査データ，表する．

層地質データからのMa10層標高相当データ，浅参考文献

層ボーリングのMa10層標高データ
・深層ボーリングデータ，反射法探査データ，表層地質データからのMa10層標高相当データ，浅金井崇・高橋成雄（2004）：最新コンピュータグラフ

層ボーリングのMa10層標高データ，浅層ボーリィックス -基礎から応用まで-，画像電子学会誌，第ン グ の Ma12層 標 高 デ ー タ とMa12～ Ma10標 高33巻, 4B号, pp. 612-619．

差分布モデルを使って推定したMa10層推定標

産業技術総合研究所地質調査総合センター （編）高データ（2012）：20万分の1日本シームレス地質図データ

深層ボーリングデータ，反射法探査データについベース2012年7月3日版，産業技術総合研究所研究情DB084 ，ては，上町重点報告書（文部科学省研究開発局・国立報 公 開 デ ー タ ベ ー ス

大学法人京都大学防災研究所，2013）を参照された

http://riodb02.ibase.aist.go.jp/db084/index.html?p=dow

い．表層地質データからのMa10層データは，「20万nload，産業技術総合研究所地質調査総合センター．

分の1日本シームレス地質図」（産業技術総合研究所

文部科学省研究開発局・国立大学法人京都大学防災地質調査総合センター，2012）から，Ma10層の堆積研究所（2013）：上町断層帯における重点的な調査

年代より古い地層と新しい地層が接する境界線を抽

観測 平成22～24年度成果報告書，449pp．

出して用いた．

Carr, J. C., Beaton, R. K., Cherrie，J. B., Mitchell，T. J., Fright, W. R., McCallumand, B.C., Evans, T.
R. (2001): Reconstruction and Representation of
3D Objects with Radial Basis Functions，Proc. 28th
International Conference on Computer Graphics
and Interactive Techniques (ACM SIGGRAPH
2001), pp. 67-76.

Fig. 1(g)，(h)，(i)に，3つのデータセットそれぞれによるMa10層標高分布モデル，Fig. 1 (j)，(k)その差異の分布を示した．浅層ボーリングのMa10層及びMa12層の標高データが存在する地域を中心に，Ma10層標高モデルが数十m程度修正され，小さい空間スケールのMa10層の形状の変化がモデル化されたことがわかる．最大の修正量は55 mであったが，これは，上町台地の東側の，反射法地震探査によるMa10層標高データが存在する地域で，浅層ボーリングのMa10層標高データにより修正されたものであった．

―4―（論文受理日：2023年8月31日）